Выявление и оценка дефектов, возникающих в строительных конструкциях

Выявление и оценка дефектов, возникающих в строительных конструкциях

Введение

Выявление и оценка дефектов, возникающих в строительных конструкциях имеет, большое практическое значение для дальнейшей эксплуатации построенного объекта.

Для распознания дефектов в конструкциях, причин возникновения дефектов и их влияния на техническое состояние сооружения применяется техническая диагностика.

Техническая диагностика занимается установлением и изучением признаков, характеризующих состояние строительных конструкций зданий и инженерных сооружений для определения возможных дефектов и предотвращения нарушений нормального режима их эксплуатации.

Диагностика строительных конструкций может осуществляться путем внешнего осмотра на основе визуальных обследований либо при помощи диагностической аппаратуры при инструментальных обследованиях.

Основной принцип диагностики заключается в фиксации определенных параметров и сравнение их с исходными и проектными данными. Диагностику повреждений проводят исследуя образование и рост в процессе эксплуатации дефектов.

Целью курсовой работы является изучение различных дефектов и повреждений элементов и конструкций объекта недвижимости, подбор вариантов усиления конструкций зданий и сооружений.

В ходе курсовой работы требуется:

·    составить дефектные ведомости элементов и конструкций объекта недвижимости;

·        оценить значимость выявленных дефектов и повреждений и степень их распространения;

·        определить категорию технического состояния элементов и конструкций исследуемого объекта недвижимости;

·        разработать рекомендации по улучшению технического состояния.

.        Общая характеристика объекта недвижимости

Здание построено ориентировочно в 1990 году.

Тип здания - каркасный.

Сооружение представляет собой одноэтажное промышленное здание с размерами в плане: 54,0х39,0 м. Имеет два пролета L=18 м с сеткой колонн 6 м х 18 м и один пролет 6 м х 3 м. Высота до низа стропильных ферм - 9,50 м.

Колонны стальные двутаврового сечения: рядовые выполнены из двутавра 40 Ш1 (ГОСТ 26020), фахверковые - из двутавра 23 Б1 (ГОСТ 26020).

Ограждение продольных и торцевых стен - керамзитобетонные стеновые панели толщиной 250 мм. Фрагменты стен, а также простенки выполнены из кирпича керамического полнотелого и кирпича силикатного.

Фундаменты под колоннами - столбчатые, железобетонные стаканного типа.

Полы - сплошные бетонные по грунту.

Покрытие цеха выполнено из ребристых железобетонных плит размерами 1,5х6,0 м и 3,0х6,0 м (серия 1.465.1-3/80) по стальным фермам пролетом 18,0 м, а также балкам, выполненным из двутавра (ориентировочно) 30 Ш1 (ГОСТ 26020).

Кровля - рулонная. Водоотвод с кровли - свободный.

План обследуемой части здания представлен на рисунке 1.1.

Фрагменты общего вида СП «Мелорт» ОАО «Мозырский машиностроительный завод» представлены на рисунках 1.2-1.5.

Рисунок 1.1 - План обследуемой части здания

.        Оцениваемые конструкции (плиты покрытия в осях А-Б-6-8)

Покрытие цеха выполнено из ребристых железобетонных плит размерами 1,5х6,0 м и 3,0х6,0 м (серия 1.465-7).

План расположения плит покрытия с указанием их нумерации представлен на рисунке 2.1.

Для оценки армирования и состояния арматуры были вскрыты продольные ребра плит покрытия.

Плита (3,0х6,0 м) - в осях А’-A’’-6-7 (1-я от оси А’)

Рабочая арматура продольных ребер - Ø 22 А-III.

Толщина защитного слоя - 30 мм.

Измеренная прочность бетона плиты покрытия составляет fcm = 32,2 ÷ 32,4 МПа, что соответствует классу бетона по прочности на сжатие С 18/22,5 согласно СТБ 1544-2005.

Плита (1,5х6,0 м) - в осях А’’-Б-6-7 (1-я от осиБ)

Рабочая арматура продольных ребер - Ø 12 А-IV.

Толщина защитного слоя - 40 мм.

Измеренная прочность бетона плиты покрытия составляет fcm = 23,5 ÷ 25,1 МПа, что соответствует классу бетона по прочности на сжатие С 12/15 согласно СТБ 1544-2005.

Плита (3,0х6,0 м) - в осях А’-A’’-6-7 (2-я от оси А’)

Рабочая арматура продольных ребер - Ø 10 А-IV, Ø 12 А-IV.

Толщина защитного слоя - 30 мм. На участках удаления защитного слоя бетона выявлена сплошная поверхностная коррозия рабочей арматуры.

Измеренная прочность бетона плиты покрытия составляет fcm = 27,2 ÷ 28,7 МПа, что соответствует классу бетона по прочности на сжатие С 16/20 согласно СТБ 1544-2005.

Приварка плит а местах опирания на стропильные фермы выполнена по закладным деталям.

В результате детального обследования выявлены многочисленные дефекты и повреждения плит покрытия:

·  отслаивание бетона защитного слоя полок отдельных плит;

·        оголение и коррозия арматурной сетки в полках плит на участках недостаточной толщины защитного слоя бетона;

·        оголение и сплошная поверхностная коррозия различной интенсивности участков рабочей арматуры продольных ребер отдельных плит;

·        продольные трещины по нижней поверхности поперечных ребер, шириной раскрытия до 0,5 мм, на отдельных участках;

·        многочисленные трещины различного характера по полкам плит, шириной раскрытия до 0,1 мм;

·        увлажнение бетона нижней поверхности плит на многочисленных участках;

·        высоты бетона по полкам плит, а также в местах расположения трещин по полкам плит, на отдельных участках.

Фрагменты плит покрытия с выявленными дефектами и повреждениями представлены в приложении А.

Рисунок 2.1 - План расположения плит покрытия с указанием их нумерации

3.      Определение категории технического состояния плит покрытий в осях А-Б-6-8

Техническое состояние конструкций (в соответствии с СНБ 1.04.01-04 «Здания и сооружения. Основные требования к техническому состоянию и обслуживанию строительных конструкций и инженерных систем, оценке их пригодности к эксплуатации») характеризуется категориями:

I - исправное (хорошее) состояние - малозначительные дефекты устраняются в процессе технического обслуживания;

II - неисправное (удовлетворительное) состояние - дефекты устраняются в процессе технического обслуживания и текущего ремонта;

III - ограниченно работоспособное (не вполне удовлетворительное) состояние - опасность обрушения отсутствует. Необходимо соблюдение всех эксплуатационных требований. Возможны ограничения на некоторые параметры эксплуатации. Требуется ремонт;

IV - неработоспособное (неудовлетворительное) состояние - необходимо срочное ограничение нагрузок. Требуется капитальный ремонт, усиление или замена элементов или конструкций;

V - предельное (предаварийное) состояние - требуется вывод людей из опасной зоны, срочная разгрузка конструкций и (или) устройство временных креплений с последующей разборкой и заменой конструкций.

Дефектами называют отклонение формы от качества и размеров от установленных техническими правилами и нормами, возникшие в процессе изготовления, перевозки или монтажа элементов и конструкций.

Дефекты можно классифицировать по следующим признакам:

·    по причине и времени;

·        по характеру;

·        по значимости.

Дефекты по причине и времени:

-    ошибки и просчеты при изысканиях и проектировании (выбора участка строительства, оценки грунтов основания, определение нагрузок, выбор сечений и т.д.);

-  ошибки и просчеты возникшие в процессе строительства (нарушение технический условий ведения строительных работ, небрежность в отборе материалов, неоправданная замена материалов в ходе строительства);

По характеру дефекты бывают:

-  скрытые - не видимые при внешнем осмотре;

-       явные.

По значимости различают 3 класса дефектов:

-  критический - дефект, при наличии которого использование здания по назначению практически не возможно или недопустимо;

-       значительный - дефект, который существенно влияет на использование здания по назначению и на его долговечность, но не является критическим;

-       малозначительный - дефект, который не приводит к разрушению здания, но снижает эксплуатационные качества здания и требует дополнительных затрат в процессе эксплуатации.

Таким образом, каждый дефект характеризуется причинами его вызвавшими, размерами, объемом повреждений и признаками возможного развития. При оценке несущих свойств конструкции, дефекты, для отнесения их к определенному классу разделяют на 2 группы:

Группа А - дефекты, которые характеризуют показатели качества имеющие нормируемые численные значения.

Группа Б - дефекты, связанные с нарушением технологии ведения производства работ.

Для дефектов группы А, класс дефекта определяется по величине превышения или занижения фактического значения контролируемого параметра по сравнению с его предельным значением

где  - фактическое значение контролируемого параметра;

 - предельные значения, определяемые в соответствии с проектной документацией и ТИПА или по ГОСТ 21778.

Классы дефектов по степени опасности:

класс (малозначительный) - ∆ ≤ 10%;

класс (значительный) - 10% ≤ ∆ ≤ 40%;

класс (критический) - ∆ ≥ 10%.

Для дефектов группы Б отнесение того или иного дефекта к определенному классу производится на основе анализа его последствий.

По степени распространения дефектов в элементе или на рассматриваемом участке различают:

)        единичные занимающие до 10 % площади элемента или его линейного размера;

)        многочисленные занимающие до 40 % площади элемента;

)        массовые занимающие свыше 40 % площади элемента.

В зависимости от класса дефектов, степени их распространения, а также от степени ответственности участка или элементов конструкций в котором обнаружены дефекты, категория технического состояния элементов определяется в соответствии со следующей таблицей.

Таблица 3.1 - Категории технического состояния конструкций

 - категории технического состояния строительных конструкций.

К элементам 1-ой степени ответственности относят элементы или их составные части, локальный отказ которых может привести к полному или ограниченному отказу системы элементов, к значительному снижению показателей эксплуатационных качеств, а также к существенному ухудшению основных технико-экономических показателей.

К элементам 2-ой степени ответственности относят элементы или их составные части, не относящие к 1-ой степени ответственности.

В зависимости от категории технического состояния конструкций принимается решение о необходимой степени детализации последующих этапов обследования или о возможных мерах по восстановлению эксплуатационных качеств конструкций.

Перечень соответствующих мероприятий по восстановлению эксплуатационных качеств конструкций при необходимости уточняется детальным обследованием конструкций и расчетами на действующие или предполагаемые нагрузки. Методы учета дефектов конструкций в расчетах, особенности определения характеристик материалов и нагрузок при обследовании конструкций приведены а соответствующих ТНПА.

Результаты по определению категорию технического состояния плит покрытий занесем в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Определение категории технического состояния плит покрытий

Выводы и рекомендации

В результате детального обследования выявлены многочисленные значительные и многочисленные малозначительные дефекты и повреждения плит покрытий.

Результаты физико-химического анализа образцов бетона свидетельствуют о:

-    потере бетоном защитных свойств по отношению к арматуре. Состояние бетона и арматуры - удовлетворительное (40% образцов);

-       развитии деградационных процессов в бетоне. Состояние бетона и арматуры - удовлетворительное (60% образцов).

По результатам обследования:

-    плиты покрытия №№ 89-105, 108-113, 115, 116 находятся в не вполне удовлетворительном состоянии, что соответствует III категории технического состояния конструкций согласно СНБ 1.04.01-04;

-       плиты покрытия №№ 106-107, 114 находятся в удовлетворительном состоянии, что соответствует II категории технического состояния конструкций согласно СНБ 1.04.01-04.

Из общего количества плит покрытия (20 штук):

ü 85 % плит покрытия (17 штук) находятся в не вполне удовлетворительном состоянии, что соответствует III категории технического состояния конструкций согласно СНБ 1.04.01-04;

ü 15 % плит покрытия (3 штук) находятся в удовлетворительном состоянии, что соответствует II категории технического состояния конструкций согласно СНБ 1.04.01-04.

Усредненная оценка категории технического состояния плит покрытия:

Таким образом, по результатам обследования, техническое состояние плит покрытия (с учетом выявленных дефектов и повреждений, результатов физико-химического анализа образцов бетона), признано, в целом, не вполне удовлетворительным, что соответствует III категории технического состояния конструкций согласно СНБ 1.04.01-04.

Для возможности дальнейшей длительной безопасной эксплуатации конструкций обследованной части цеха при его реконструкции необходимо выполнить следующий комплекс мероприятий для плит покрытия:

·    высушивание конструкций на участках увлажнения;

·        удаление отслоившихся и поврежденных фрагментов бетона;

·        очистку поверхностей от биоповреждений;

·        зачистку оголенной и поврежденной коррозией арматуры;

·        покрытие оголенной арматуры антикоррозионным составом;

·        расшивку выявленных трещин и заделку их составом «Лахта. Шовная гидроизоляция»;

·        обработку участков биоповреждений плит на расстоянии не менее 1,0 м составом-антисептиком «Святозар. Доктор №1»;

·        восстановление поверхности плит составом «Лахта. Ремонтный состав базовый»;

·    обработку всех доступных поверхностей плит составом «Лахта. Проникающая гидроизоляция» (для снижения деградационных процессов в бетоне и арматуре).

Ревизию всех закладных деталей конструкций, включающую:

·    удаление отслоившихся и поврежденных участков защитного покрытия;

·        зачистку элементов от продуктов коррозии;

·        ревизию сварных швов стыковки элементов с восстановлением поврежденных участков;

·        покрытие всех стальных элементов, а также сварных швов антикоррозионным составом;

·    усиление полок всех плит покрытия путем устройства железобетонной обоймы, выполненной из арматурной сетки Æ8 S.240 с ячейкой 100´100´5 мм. Сетку заанкеровать к полкам в шахматном порядке с шагом 200 мм. По верхней поверхности обоймы выполнить набетонку из бетона класса по прочности на сжатие не ниже С12/15.

Заключение

В результате курсовой работы была произведена оценка значимости выявленных дефектов и повреждений, степень их распространения, определена категория технического состояния элементов и конструкций, предложены мероприятия для дальнейшей безопасной эксплуатации конструкций (плит покрытия) здания.

В ходе обследования здания завода выявлены единичные значительные и малозначительные дефекты и повреждения плит покрытий.

Из общего количества плит покрытия (20 штук):

ü 85 % плит покрытия (17 штук) находятся в не вполне удовлетворительном состоянии, что соответствует III категории технического состояния конструкций согласно СНБ 1.04.01-04;

ü 15 % плит покрытия (3 штук) находятся в удовлетворительном состоянии, что соответствует II категории технического состояния конструкций согласно СНБ 1.04.01-04.

Усредненная оценка категории технического состояния плит покрытия:

Таким образом, по результатам обследования, техническое состояние плит покрытия (с учетом выявленных дефектов и повреждений, результатов физико-химического анализа образцов бетона), признано, в целом, не вполне удовлетворительным, что соответствует III категории технического состояния конструкций согласно СНБ 1.04.01-04.

плита покрытие здание дефект

Список используемой литературы

1.   ТКП 45-1.04-208-2010 Здания и сооружения. Техническое состояние и обслуживание строительных конструкций и инженерных систем и оценка их пригодности к эксплуатации. - Введ. 2010-07-15. - Минск: М-во архитектуры и стр-ва Респ. Беларусь, 2011. - 23 с.

2.      ТКП 45-1.04-37-2008 Обследований строительных конструкций зданий и сооружений. Порядок проведения. - Введ. 2008-12-29. - Минск: М-во архитектуры и строительства Респ. Беларусь, 2009. - 39 с.

.        Васильев А. А. Трещины в железобетонных элементах зданий и сооружений. - Гомель: БелГУТ, 2009. - 27 с.

.        Васильев А. А., Дзирко С. В., Михасев В. А. Дефекты изготовления монтажа, воздействия элементов и конструкций зданий и сооружений: учеб.-метод. пособие; М-во архитектуры и строительства Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. - Гомель: БелГУТ, 2010. - 147 с.

.        Васильев А. А., Дзирко С. В., Лейко О. А. Характерные повреждения строительных конструкций и причины их возникновения: : учеб.-метод. пособие по дисциплинам «Диагностика технического состояния зданий и сооружений», «Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт зданий и сооружений»; М-во архитектуры и строительства Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. - Гомель: БелГУТ, 2010. - 116 с.

.        Васильев А. А. Дефекты и повреждения строительных конструкций: с прилож. на опт. диске: учеб. пособие; М-во архитектуры и строительства Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. - Гомель: БелГУТ, 2010. - 147 с. - 1 электрон. Опт. Диск (СД-R). - 20 Мб. - Систем. Требования: ПК с процессором Celeron 800 и выше; дисковод СД-ROM; Windows XP.